嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)CH01 概述

1、嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院陸衛(wèi)忠陸衛(wèi)忠2012-02-13USTS2022-3-202第1章 概述o 1.1 引言o 1.2 嵌入式系統(tǒng)的定義o 1.3 嵌入式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)o 1.4 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)o 1.5 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷史及趨勢o 1.6 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用USTS2022-3-2031.1 引言o 從幼苗茁壯成長到參天大樹n 經(jīng)過三十多年的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)從最開始的涓涓細(xì)流，發(fā)展壯大成了目前數(shù)量最多，使用范圍最廣的電子信息系統(tǒng)n 在人們的日常生活中，嵌入式設(shè)備幾乎隨處可見，已經(jīng)成為生活的重要組成部分o 雖然數(shù)量眾多，但卻不為人所知n 嵌入式系統(tǒng)一般隱藏在產(chǎn)品

2、中n 在使用過程中主要完成無形的信息處理，用戶不容易感知到它的存在USTS1.2 嵌入式系統(tǒng)的定義計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三大領(lǐng)域計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三大領(lǐng)域o 服務(wù)器n利潤最大的市場n可用性n可擴(kuò)展性n有效帶寬o 桌面n最廣闊的市場o 嵌入式n潛力最大的市場USTS2022-3-2051.2 嵌入式系統(tǒng)的定義(續(xù))n計(jì)算機(jī)分類計(jì)算機(jī)分類從從通用性通用性角度來分類：通用計(jì)算機(jī)和嵌入式計(jì)算機(jī)角度來分類：通用計(jì)算機(jī)和嵌入式計(jì)算機(jī)n通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)巨型機(jī)、大型機(jī)、小型機(jī)、微型機(jī)巨型機(jī)、大型機(jī)、小型機(jī)、微型機(jī)服務(wù)器、工作站、臺式機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)服務(wù)器、工作站、臺式機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)n嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)坦克、導(dǎo)

3、彈、飛機(jī)、軍艦、雷達(dá)坦克、導(dǎo)彈、飛機(jī)、軍艦、雷達(dá)DVD機(jī)、電視機(jī)、微波爐、洗衣機(jī)、電冰箱、熱水器機(jī)、電視機(jī)、微波爐、洗衣機(jī)、電冰箱、熱水器手機(jī)、手機(jī)、MP3播放器、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、機(jī)頂盒播放器、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、機(jī)頂盒鍵盤、鼠標(biāo)、閃存盤、鍵盤、鼠標(biāo)、閃存盤、CD-ROM、交換機(jī)、路由器、交換機(jī)、路由器USTS2022-3-2061.2 嵌入式系統(tǒng)的定義（續(xù)）o 嵌入式系統(tǒng)n 以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟件硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、重量、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)n 簡而言之，是含有處理器的專用軟硬件系統(tǒng)o 具有自主的信息處理能力（信息裝備）o 英國

4、電機(jī)工程師協(xié)會(huì)的定義n Devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants（用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機(jī)器和設(shè)備的裝置）USTS2022-3-2071.2 嵌入式系統(tǒng)的定義（續(xù)）o 微機(jī)學(xué)會(huì)的定義n 嵌入式系統(tǒng)是以嵌入式應(yīng)用為目的的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可分為系統(tǒng)級、模塊級、芯片級n 系統(tǒng)級：各種類型的工控機(jī)o 以標(biāo)準(zhǔn)總線互聯(lián)（背板結(jié)構(gòu)）的工控機(jī)：CPCI、PCI-ISA、VME 、STDn 模塊級：各種類型的帶CPU的模塊o 嵌入式CPU模塊：PC104模塊、Biscui

5、t板n 芯片級：各種以微控制器、DSP、嵌入式微處理器為核心的產(chǎn)品o 個(gè)性化設(shè)計(jì)USTS2022-3-2081.3 嵌入式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)USTS2022-3-2091.3 嵌入式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)（續(xù)）USTS2022-3-20101.3 嵌入式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)（續(xù)）o 硬件層n 嵌入式處理器o 嵌入式微處理器、微控制器、數(shù)字信號處理器o SoC(System on Chip)FPGA、ASICn 存儲器系統(tǒng)o ROM、FLASH、E2PROM、SRAM、SDRAM等n 中斷控制器、DMAC、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器n UART、USB控制器、LCD控制器n 其它I/O接口o CAN、Zigbee、藍(lán)牙、以太

6、網(wǎng)接口、 3DES等等USTS2022-3-20111.3 嵌入式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)（續(xù)）嵌入式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)（續(xù)）n中間層（中間層（BSP）板級支持包（板級支持包（Board Support Package）系統(tǒng)軟件與底層硬件系統(tǒng)軟件與底層硬件隔離隔離 相關(guān)硬件的初始化相關(guān)硬件的初始化 數(shù)據(jù)的輸入輸出操作數(shù)據(jù)的輸入輸出操作 硬件設(shè)備的配置功能硬件設(shè)備的配置功能特點(diǎn)特點(diǎn) 硬件相關(guān)性硬件相關(guān)性 操作系統(tǒng)相關(guān)性操作系統(tǒng)相關(guān)性USTS2022-3-20121.3 嵌入式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)（續(xù)）嵌入式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)（續(xù)）n操作系統(tǒng)層操作系統(tǒng)層嵌入式操作系統(tǒng)（嵌入式操作系統(tǒng)（EOS） 標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)核（標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)核（API

7、） 封裝資源封裝資源時(shí)鐘、定時(shí)器、中斷、時(shí)鐘、定時(shí)器、中斷、DMA、I/O 簡化軟件設(shè)計(jì)、提高軟件系統(tǒng)可靠性簡化軟件設(shè)計(jì)、提高軟件系統(tǒng)可靠性文件子系統(tǒng)文件子系統(tǒng)圖形子系統(tǒng)圖形子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)其它通用模塊其它通用模塊 CAN、藍(lán)牙、藍(lán)牙、Zigbee、Modbus、LIN協(xié)議棧協(xié)議棧USTS2022-3-20131.3 嵌入式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)（續(xù)）嵌入式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)（續(xù)）n應(yīng)用層應(yīng)用層與應(yīng)用密切相關(guān)與應(yīng)用密切相關(guān)面向目標(biāo)和用戶面向目標(biāo)和用戶完成特定的功能完成特定的功能例如例如 星載遙感圖像處理系統(tǒng)星載遙感圖像處理系統(tǒng) 星載合成孔徑雷達(dá)星載合成孔徑雷達(dá) 機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)機(jī)載相

8、控陣?yán)走_(dá)機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)USTS2022-3-2014USTS2022-3-20151.4 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)o 嵌入專用n 嵌入式處理器與通用處理器的最大不同就是嵌入式處理器嵌入在針對特定應(yīng)用設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中o 綜合性強(qiáng)n 嵌入式系統(tǒng)是將計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物n 是一個(gè)技術(shù)密集、資金密集、知識高度分散、不斷創(chuàng)新的知識集成系統(tǒng)o 設(shè)計(jì)高效n 可裁剪嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效率地設(shè)計(jì)，量體裁衣、去除冗余USTS2022-3-20161.4 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)（續(xù)）o 程序固化n 軟件一般都固化在存儲器芯片或處理器本身中，這樣提高了系統(tǒng)的執(zhí)行速度和可靠性o

9、需要獨(dú)立的開發(fā)系統(tǒng)n 嵌入式系統(tǒng)本身不具備自舉開發(fā)能力，必須有一套開發(fā)工具和環(huán)境才能進(jìn)行開發(fā)o 生命周期長n 嵌入式系統(tǒng)和具體應(yīng)用結(jié)合在一起，其升級換代一般與具體產(chǎn)品同步進(jìn)行，因此具有較長的生命周期o 可靠性高、成本低、資源受限、功耗低等等USTS2022-3-20171.5 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷史及趨勢o 20世紀(jì)70年代n 單片機(jī)出現(xiàn)o 1975年TI推出了第一片4位單片機(jī)TMS-1000o 1976年Intel：80488051（8位）o 20世紀(jì)90年代n ARM（1991年，32位）o ARM7系列、ARM9系列o ARM10E系列、 ARM11系列o SecurCore系列、Cort

10、ex系列n Power PC、MIPSUSTS51系列8位AT89C51MCS-96系列16位Intel 87C196ARM系列32位SAMSUNG S3C44B0USTS2022-3-20191.5 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷史及趨勢（續(xù)）o 20世紀(jì)80年代n 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)出現(xiàn)o 1981年，Ready System: VRTX32o WindRiver: VxWorksn 實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可靠性高o 20世紀(jì)90年代n 實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)o WindRiver: VxWorkso Microsoft: WinCEn 友好的圖形界面USTSNvidia Ion平臺（離子平臺）平臺（離子平臺）Ion=AT

11、OM+Geforce 9400M54GFLOPS、14W2022-3-20201.5 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷史及趨勢（續(xù)）o 市場巨大、發(fā)展迅速、前景廣闊n 產(chǎn)品種類不斷豐富，應(yīng)用范圍不斷普及n 性能不斷提高o 核心處理芯片位數(shù)更高o 多種媒體處理能力的匯聚n 功耗不斷降低，體積不斷縮小n 軟件成為影響價(jià)格的主要因素o 硬件模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化o 軟件越來越復(fù)雜n 2011年中國嵌入式軟件市場規(guī)模近5000億 USTS2022-3-20211.5 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷史及趨勢（續(xù)）o 程序設(shè)計(jì)語言n 匯編語言C語言C+語言o 優(yōu)秀的開發(fā)環(huán)境n 軟件開發(fā)環(huán)境完善、友好的工具鏈o 項(xiàng)目管理、編輯、編譯、調(diào)試、

12、下載n 硬件開發(fā)環(huán)境o 開發(fā)板、仿真器、萬用電表、示波器、邏輯分析儀o 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程n 硬件、軟件、開發(fā)環(huán)境集成化、一體化n 網(wǎng)絡(luò)化、圖形化、多媒體化USTS2022-3-2022固件設(shè)計(jì)語言選用情況固件設(shè)計(jì)語言選用情況美國版美國版EETimes子網(wǎng)站子網(wǎng)站Embedded Systems Design十三十三年來針對嵌入式軟件所應(yīng)用之設(shè)計(jì)語言的調(diào)查統(tǒng)計(jì)表年來針對嵌入式軟件所應(yīng)用之設(shè)計(jì)語言的調(diào)查統(tǒng)計(jì)表 USTS2022-3-20231.6 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用o 軍事應(yīng)用o 航空航天o 工業(yè)控制o 機(jī)器人o 儀器儀表o 辦公設(shè)備o 家用電器o 消費(fèi)電子o 機(jī)載合成孔徑雷達(dá)機(jī)載合成孔徑雷達(dá)US

13、TS2022-3-2024坦克坦克自行加榴炮自行加榴炮步兵戰(zhàn)車步兵戰(zhàn)車USTS2022-3-2025USTS2022-3-2026戰(zhàn)斗機(jī)戰(zhàn)斗機(jī)防空導(dǎo)彈防空導(dǎo)彈轟炸機(jī)轟炸機(jī)USTS2022-3-2027神神舟舟六六號號USTS2022-3-2028火星一無所有的荒漠火星一無所有的荒漠 “索杰納索杰納” 輪探測車輪探測車“火星探路者火星探路者”飛船飛船USTS2022-3-2029工業(yè)控制工業(yè)控制USTS2022-3-2030機(jī)機(jī)械械腳腳示示教教USTS2022-3-2031合成孔徑雷達(dá)實(shí)時(shí)成像合成孔徑雷達(dá)實(shí)時(shí)成像多處理器多處理器波束成形波束成形XOUT = w *XIN目標(biāo)檢測目標(biāo)檢測XOUT

14、= |XIN|c濾波濾波XOUT = FIR(XIN )映射映射USTS1.7 嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)需求分析及規(guī)格說明選擇主要芯片確定編程語言選擇開發(fā)環(huán)境RTOS的使用選擇開發(fā)方案選擇開發(fā)方案設(shè)計(jì)與調(diào)試測試與集成測試工具與其他輔助設(shè)備產(chǎn)品o嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程USTS嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)與調(diào)試設(shè)計(jì)生產(chǎn)編譯器鏈接器調(diào)試器IDE操作系統(tǒng)軟件開發(fā)與測試評估板仿真器邏輯分析儀邊界掃描測試儀示波器USTS開發(fā)環(huán)境o 什么是嵌入式開發(fā)環(huán)境：源程序編譯器目標(biāo)文件鏈接器可重定位程序定位器可執(zhí)行文件u編譯器/匯編器/鏈接定位器u調(diào)試器/仿真器u主機(jī)（Host）及其工作平臺u實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（可選）u目標(biāo)評估系統(tǒng)（可選）

15、u測試工具（軟件/硬件/協(xié)議等，可選）u其他輔助設(shè)備（可選）n 典型的開發(fā)環(huán)境USTS1.7嵌入式系統(tǒng)開發(fā)-工具和環(huán)境USTS1.7嵌入式系統(tǒng)開發(fā)-工具和環(huán)境(續(xù))USTS1.7嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工具和環(huán)境(續(xù))RS232/以太網(wǎng)以太網(wǎng)/USB宿主機(jī)（交叉編譯環(huán)境）宿主機(jī)（交叉編譯環(huán)境）JTAG/J-Link/U-LinkUSTS1.7嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工具和環(huán)境(續(xù))o “宿主機(jī)宿主機(jī)/ /目標(biāo)機(jī)目標(biāo)機(jī)”方式方式 首先，利用宿主機(jī)上豐富的設(shè)備資源以及良好的開發(fā)環(huán)境來開發(fā)和仿真調(diào)試目標(biāo)機(jī)上的軟件。 然后，通過UART接口或Ethernet接口將交叉編譯生成的目標(biāo)代碼傳輸并下載到目標(biāo)機(jī)上，并用交叉調(diào)試器

16、在實(shí)時(shí)內(nèi)核/操作系統(tǒng)或監(jiān)控程序的支持下進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和調(diào)試。 最后，目標(biāo)機(jī)在特定的環(huán)境下運(yùn)行。USTSARMARM的編譯器（的編譯器（1 1）o ADS1.2nARM公司出品nIDE環(huán)境，包括o ARM/Thumb匯編器：armasmo ANSI C 編譯器 - armcc 和 tcco ISO / Embedded C+ 編譯器 - armcpp and tcppo 鏈接器 armlinko Windows 集成開發(fā)環(huán)境 CodeWarrioro 格式轉(zhuǎn)換器 fromelfo 庫管理器 - armaro 調(diào)試器n模擬調(diào)試器：ARMulatornJTAG調(diào)試：AXD（與Multi-ICE配合）n

17、支持所有ARM內(nèi)核，最新版本：RealView2.0USTSARMARM的編譯器（的編譯器（2 2）o EW-ARMn瑞典IRA公司出品o 著名的嵌入式工具提供商，以提供編譯器/協(xié)議棧/統(tǒng)一建模工具著稱o 主要產(chǎn)品：Embeded Workbench（EW）、Make APP、Visual State等nEW-ARM：針對ARM的集成開發(fā)環(huán)境：o C/C+編譯器o C-SPY 模擬調(diào)試器o ROM-Monitoro 多種級別代碼優(yōu)化方法，滿足用戶在速度、文件大小方面的要求o 內(nèi)建ARM特性優(yōu)化器o 支持多種斷點(diǎn)模式o 支持Nucleus, VxWorks等RTOSo Greenhillso G

18、NUUSTS嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試（嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試（1 1）o嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試有四種基本方法n 模擬調(diào)試（Simulator）n 軟件調(diào)試（Debugger）n BDM/JTAG調(diào)試（BDM/JTAG Debugger）n 全仿真調(diào)試（Emulator）USTS嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試（嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試（2 2）o模擬調(diào)試（Simulator） 調(diào)試工具和待調(diào)試的嵌入式軟件都在主機(jī)上運(yùn)行，由主機(jī)提供一個(gè)模擬的目標(biāo)運(yùn)行環(huán)境，可以進(jìn)行語法和邏輯上的調(diào)試。n 優(yōu)點(diǎn)：簡單方便，不需要目標(biāo)板，成本低n 缺點(diǎn)：功能非常有限，無法實(shí)時(shí)調(diào)試大多數(shù)調(diào)試工具都提供Simulator功能USTS嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試（3）o 軟件調(diào)

19、試（Debugger） 主機(jī)和目標(biāo)板通過某種接口（通常是串口）連接，主機(jī)上提供調(diào)試界面，待調(diào)試軟件下載到目標(biāo)板上運(yùn)行。 這種方式的先決條件是要在Host和Target之間建立起通信聯(lián)系（目標(biāo)板上稱為監(jiān)控程序Monitor）n優(yōu)點(diǎn)：純軟件，價(jià)格較低，簡單，軟件調(diào)試能力較強(qiáng)n缺點(diǎn)：需要事先燒制Monitor（往往需多次試驗(yàn)才能成功）且目標(biāo)板工作正常，功能有限，特別是硬件調(diào)試能力較差。PCTargetMonitor串口USTS嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試（嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試（4 4）o BDM/JTAG調(diào)試 這種方式有一個(gè)硬件調(diào)試體。該硬件調(diào)試體與目標(biāo)板通過BDM、JTAG等調(diào)試接口相連，與主機(jī)通過串口、并口、網(wǎng)

20、口或USB口相連。待調(diào)試軟件通過BDM/JTAG調(diào)試器下載到目標(biāo)板上運(yùn)行。n優(yōu)點(diǎn)：方便、簡單，無須制作Monitor，軟硬件均可調(diào)試n缺點(diǎn)：需要目標(biāo)板，且目標(biāo)板工作基本正常（至少M(fèi)CU工作正常），僅適用于有調(diào)試接口的芯片TargetPC接口BDM/JTAG DebuggerUSTS嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試（嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試（5 5）o 全仿真調(diào)試（Emulator） 這種方式用仿真器完全取代目標(biāo)板上的MCU，因而目標(biāo)系統(tǒng)對開發(fā)者來說完全是透明的、可控的。仿真器與目標(biāo)板通過仿真頭連接，與主機(jī)有串口、并口、網(wǎng)口或USB口等連接方式。由于仿真器自成體系，調(diào)試時(shí)既可以連接目標(biāo)板，也可以不連接目標(biāo)板（Stand

21、 alone）。n優(yōu)點(diǎn)：功能非常強(qiáng)大，軟硬件均可做到完全實(shí)時(shí)在線調(diào)試n缺點(diǎn)：價(jià)格昂貴。USTSARM的調(diào)試方式o模擬調(diào)試nSDT2.52: ARMulatornADS1.2：ARMulatornTrace32：SimulatornEW-ARM：C-spyo軟件調(diào)試nADS1.2：Angel（串口）nSDT2.52 Angel（串口）oJTAG調(diào)試nARM：Multi-ICE,簡易型仿真器nTrace32-ICD for ARMnHitex：Tanto for ARMo全仿真調(diào)試nTrace32-FIRE/ICEUSTSARM調(diào)試工具o Multi-ICEn ARM公司出品n 與ADS配套使用n

22、 支持不同的ARM內(nèi)核n 另有Multi-trace模塊可選USTS嵌入式軟件開發(fā)流程嵌入式軟件開發(fā)流程USTS2022-3-2049n目的與要求目的與要求掌握嵌入式系統(tǒng)的定義、體系結(jié)構(gòu)掌握嵌入式系統(tǒng)的定義、體系結(jié)構(gòu)熟悉嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)熟悉嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)了解嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷史、應(yīng)用、發(fā)展趨勢和實(shí)現(xiàn)了解嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷史、應(yīng)用、發(fā)展趨勢和實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境n重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)與難點(diǎn)嵌入式系統(tǒng)的定義、體系結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)嵌入式系統(tǒng)的定義、體系結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境配置嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境配置n閱讀章節(jié)：第閱讀章節(jié)：第1.11.3節(jié)節(jié)n作業(yè)：補(bǔ)充作業(yè)作業(yè)：補(bǔ)充作業(yè)小結(jié)小結(jié)UST

23、S2022-3-2050補(bǔ)充作業(yè)o 1 什么是嵌入式系統(tǒng)？嵌入式系統(tǒng)主要的特點(diǎn)是什么？o 2 列舉出一些你所知道的嵌入式系統(tǒng)，分析一下它們的特點(diǎn)。o 3 閱讀補(bǔ)充讀物。USTS2022-3-2051補(bǔ)充讀物 工控機(jī)（IPC）o 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)n 指對工業(yè)生產(chǎn)過程及其機(jī)電設(shè)備、工藝裝備進(jìn)行測量與控制用的計(jì)算機(jī)，簡稱工控機(jī)。符合一定的技術(shù)、尺寸規(guī)范，由專業(yè)廠家生產(chǎn)n 基于背板（底板，BackPlane）結(jié)構(gòu)o 與商用及個(gè)人機(jī)比較n 工控機(jī)的特點(diǎn)是強(qiáng)大的過程輸入輸出能力，高可靠性與實(shí)時(shí)性n 類似之處：普通微處理器、Embedded Win2000/XP、Embedded Linux、普通硬盤USTS

24、2022-3-2052PISA總線型o 背板結(jié)構(gòu)n PISA，包含PCI、ISA總線的半長卡o 特點(diǎn)n 可用于對空間要求極高的應(yīng)用中（半長卡） n 在PISA系統(tǒng)中可運(yùn)行舊的ISA卡（升級 ）n PCI總線導(dǎo)線的長度減少了一部分，減少了電磁容量發(fā)散/再發(fā)散的問題USTS2022-3-2053基于基于PISA總線總線無源背無源背板結(jié)構(gòu)板結(jié)構(gòu)工控機(jī)工控機(jī) USTS2022-3-2054Compact PCIo 背板結(jié)構(gòu)n Compact PCI總線 o PCI總線的電氣規(guī)范 o 標(biāo)準(zhǔn)針孔連接器（IEC-1076-4-101）o 歐洲卡規(guī)范（IEC297/IEEE 1011.1） o 特點(diǎn)n 使用工

25、業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、牢固的歐卡規(guī)格n 支持熱插拔、熱切換、多處理器能力 n Compact PCI最多可支持八個(gè)板 o PCI總線母板只能擴(kuò)充到三個(gè)或四個(gè)板USTS2022-3-2055CPCI連接器連接器以太網(wǎng)卡以太網(wǎng)卡USTS2022-3-2056基于Compact PCI總線的星載計(jì)算機(jī)Custom Commercial OpencPCI ChassisFlight-like COTS DP nodesFlight-like Mass Memory ModuleBackplane Ethernet Extender CardsSystem Controller(flight RHSBC)NMP ST8DependableMultiprocessor (DM)USTSUSTS芯片封裝知識簡介o 芯片封裝n安裝半導(dǎo)體集成電路芯片用的外殼n安放、固定、密封、保持芯片和增強(qiáng)電熱性能n內(nèi)部芯片與外部電路的連接o 封裝考慮的主要因素n芯片面積與封裝面積之比盡量接近1:1n基于散熱的要求，封裝越薄越好 n引腳盡量短，引腳間距盡量大n要便于安裝o 發(fā)展歷史n上世紀(jì)60年代末期到現(xiàn)在，經(jīng)歷了金屬圓管殼扁平陶瓷管殼雙列陶瓷管殼、雙列塑封陶瓷QFP管殼、塑料QFP陶瓷、塑料LCC陶瓷PGA管殼的封裝，目前正在進(jìn)入BGA、BGA、CSP的封